膜形成方法
【課題】ワーク表面に供給する材料の塗布量を細かく制御する必要がなく、ワークの所定の領域以外に簡単に膜を形成することができる膜形成方法を提供すること。
【解決手段】マルチレンズアレイ１０の表面にプライマー層２０を積層し、マルチレンズアレイ１０の外周部に対してＦＤＴＳを用いて撥水処理を行い撥水層３０を形成する。次に、マルチレンズアレイ１０の表面に樹脂材料を塗布し、プレスガラスを用いて樹脂材料を適正な圧力で押圧した状態で紫外線照射を行い、樹脂材料を硬化させる。次に、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部を除去してレンズ層４０を形成する。
【解決手段】マルチレンズアレイ１０の表面にプライマー層２０を積層し、マルチレンズアレイ１０の外周部に対してＦＤＴＳを用いて撥水処理を行い撥水層３０を形成する。次に、マルチレンズアレイ１０の表面に樹脂材料を塗布し、プレスガラスを用いて樹脂材料を適正な圧力で押圧した状態で紫外線照射を行い、樹脂材料を硬化させる。次に、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部を除去してレンズ層４０を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面に膜を形成する膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面には、スプレー法、スピンコート法、ディッピング法などの方法を用いて膜を形成している。スピンコート法の場合、ワーク表面に樹脂を供給し、ワークを回転させてその遠心力によりワーク全面に樹脂を押し広げて膜を形成する。この場合、供給する樹脂量が少ないとワークの外周まで膜を形成することができない。一方、供給する樹脂量が多いとワークからはみ出した状態で膜が形成される。このように樹脂がはみ出した状態で成膜後の後工程を行うと、装置に接触するなどしてはみ出した樹脂が欠けて発塵し、パーティクルが発生することがある。
そこで、ワークの表面に供給された樹脂に対して転写基板または型を押し当てることにより形状転写を行って樹脂膜を形成する方法では、ワークの表面積よりも大きい表面積を持つ転写基板または型を用いて成形し、転写基板を取り除いた後にワークの領域のみを切り出すことで、樹脂がワークからはみ出さないようにしている。
【０００３】
しかしながら、ワークの外周端縁にまで樹脂膜を形成すると、製造工程においてワークを移動させる等の作業時にワークの外周部を把持すると、樹脂膜が欠けてパーティクルが発生してしまう。したがって、ワークの外周部よりも若干内側に樹脂膜を形成することが一般的である。
例えば、スピンコート法でワークに膜を形成した後、ワークの外周近傍の樹脂に希ＨＦ液を接触させてエッチングし、さらに希ＨＦ液を接触させた部分にリンス液を流して希ＨＦ液を洗浄する方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、マイクロレンズの形成において、ワーク表面に濡れ性の違いによるパターンを形成し、特定の濡れ性を有する部位に材料を付着させてレンズを形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７８１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、希ＨＦ液とリンス液とを位置精度よく塗布する必要があるため、装置および工程が煩雑となってしまう。
また、特許文献２に記載の方法では、特定の濡れ性を有する部位にのみ材料を塗布するため、正確な塗布量が要求される。すなわち、樹脂の塗布量を制御する必要がある。樹脂は粘度の変化により吐出圧力および吐出時間を管理しなければならないため、樹脂の塗布量の制御には限界がある。特に、有機溶剤などを溶媒として用いている樹脂類は、溶媒の揮発、樹脂の種類および条件等により吐出量が変動するため、正確な塗布量を安定して供給することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、ワーク表面に供給する材料の塗布量を細かく制御する必要がなく、ワークの所定の領域以外に簡単に膜を形成することができる膜形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の膜形成方法は、ワークの表面の所定のパターンの膜を形成する膜形成方法であって、前記ワークの表面に前記膜を形成しない非膜形成領域に撥水処理を施して撥水層を形成する撥水処理工程と、前記撥水層が形成されたワークの表面に成膜材料を塗布する塗布工程と、押圧部材を用いて前記成膜材料を押圧する押圧工程と、前記撥水層の表面に形成された前記成膜材料を除去する除去工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、成膜材料を塗布する前に、ワークの表面に膜を形成しない非膜形成領域に撥水層を形成するので、撥水層の上に塗布された成膜材料を容易に除去することができる。したがって、ワークの表面に非膜形成領域以外の領域である膜形成領域のみに膜を容易に形成することができる。
また、膜形成領域のみに塗布するための適量となるように、成膜材料の塗布量を細かく制御する必要がないため、より簡単に膜を形成することができる。
【０００９】
本発明の膜形成方法において、前記非膜形成領域は、前記ワークの外周端縁から所定距離内側までの領域であることが好ましい。
この発明では、ワークの外周に沿った領域に膜が形成されないので、膜形成後の後処理工程において、ワークの外周付近を把持しやすく、後処理工程を効率よく進めることができる。また、ワークの外周が装置等に接触することで膜が欠けるということもないので、パーティクルの発生を防止することができる。
【００１０】
本発明の膜形成方法において、前記撥水層は、シラン系有機化合物を含むことが好ましい。
この発明によれば、シラン系有機化合物は撥水撥油性に優れているため、優れた撥水性を発揮することができる。
【００１１】
本発明の膜形成方法において、前記成膜材料は、樹脂と溶媒とを含み、前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。
成膜材料は、樹脂と溶媒とを混合させることで適度な粘性を付与したものである。
紫外線硬化性樹脂は、紫外線を照射することにより常温で樹脂を硬化することができるので、取り扱いが容易である。
この発明によれば、紫外線硬化性樹脂を含む成膜材料で膜を形成するので、高温で処理する必要がないため、ワークの劣化を防止することができる。
【００１２】
本発明の膜形成方法において、前記除去工程は、前記撥水層の表面に形成された成膜材料を、前記成膜材料に含有される溶媒からなる除去溶液に浸漬することが好ましい。
この発明では、膜を除去するための除去溶液として、ワーク表面に塗布した成膜材料に含まれる溶媒を用いた。すなわち、このような除去溶液は成膜材料との親和性も高いため、撥水層の表面に形成された成膜材料を除去溶液に浸漬させることで容易に撥水層の表面から剥離することができる。
また、成膜材料に使用する溶媒と同じものを除去溶液として使用するので、他の溶液を準備する必要がなく、効率よくかつ経済的に膜を形成することができる。
【００１３】
本発明の膜形成方法において、前記撥水処理工程の前に、前記ワークの表面にプライマー層を形成するプライマー層形成工程を有することが好ましい。
この発明では、ワークと膜との間にプライマー層を形成するため、ワークと膜との密着性を向上させることができる。したがって、膜形成後に、撥水層が形成されている領域の膜を剥離する際、撥水層が形成されている領域と形成されていない領域との境界で膜が分離しやすいため、撥水層が形成されている領域の膜を容易に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかるマルチレンズアレイにレンズ層が形成された状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【図３】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【図４】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明はこの実施形態によって何等限定されるものではない。
本実施形態では、ワークとして表面に微小な凹型のレンズが複数形成されたマルチレンズアレイを例示し、マルチレンズアレイの表面に樹脂膜が形成される。
【００１６】
（１．マルチレンズ基板の構成）
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、マルチレンズ基板１は、マルチレンズアレイ１０とプライマー層２０と撥水層３０とレンズ層４０とを備えている。
マルチレンズアレイ１０は、径２００ｍｍの円板状の基板である。マルチレンズアレイ１０の一方の面にはレンズ径が１０μｍの微小な凹型のレンズが多数配列されており、図１（Ｂ）にはこれらのレンズの集合として一つの凹部１１が示されている。
【００１７】
プライマー層２０は、マルチレンズアレイ１０の表面全体に形成され、レンズ層４０との密着性を向上させる。例えば、シランカップリング剤を用いた表面処理、界面活性剤を用いた表面処理等により形成される。上述した中でも、特に、シランカップリング剤を用いた表面処理が好ましい。これにより、より効果的に密着性向上処理を施すことができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＳ）等が挙げられる。これらの中でも、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いるのが好ましい。これにより、より効果的にマルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させることができる。
【００１８】
撥水層３０は、マルチレンズアレイ１０の外周部近傍、すなわちマルチレンズアレイ１０の径１９８ｍｍから外周の領域に形成される。撥水層３０の表面はレンズ層４０が形成されない領域となる。
また、撥水層３０の厚みは撥水機能を発揮する程度の厚みであれば特に限定されないが、例えば、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。撥水層３０の厚みが０．１ｎｍ未満であると、十分な撥水機能を発揮することができない。一方、撥水層３０の厚みを１００ｎｍを超えて形成したとしても、撥水機能の向上は見られない。
【００１９】
撥水層３０を構成する材料としては、レンズ層４０に使用される成膜材料４１に対して撥水効果を発揮するものであれば特に限定されない。例えば、シラン系有機化合物、メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液、アルキルポリシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等、ヘキサメチルジシラザン（［（ＣＨ３）３Ｓｉ］２ＮＨ）等のシリル化剤等が挙げられ、また、フッ素系ガスによる表面処理を行ってもよい。これらの中でも、シラン系有機化合物を用いることが好ましく、シラン系有機化合物として例えば、ＦＤＴＳ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３）が挙げられる。
撥水層３０は、このＦＤＴＳを気相処理し、水（Ｈ２Ｏ）を触媒としたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長）方式により形成することができる。なお、撥水層３０の形成は気相方式に限られず、ウェット方式を用いてもよい。
【００２０】
レンズ層４０は、プライマー層２０が形成されたマルチレンズアレイ１０の表面の膜形成領域に成膜される樹脂膜である。本実施形態における膜形成領域は、前述の撥水層３０が形成されていない領域である。すなわち、図１（Ａ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の中心と同一中心を有する同心円状に成膜される。レンズ層４０の径は１９８ｍｍである。このようにして、レンズ層４０を構成する成膜材料が前述の凹部１１に密着して成膜されることにより、レンズを形成する。なお、レンズ層４０の厚みは、３０μｍである。
レンズ層４０を構成する成膜材料としては有機系の溶媒を用いた有機−無機のハイブリッド樹脂を用いることができる。このうち、マルチレンズアレイ１０の光学特性（可視光４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下における透過率、および屈折率）に応じた樹脂を選定することが好ましい。例えば、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との屈折率差があるほど、マイクロレンズの界面での光の動きが大きくなり、レンズの設計の自由度が上がる。したがって、マルチレンズアレイ１０として石英ガラス（屈折率１．４６）を使用する場合は、屈折率差が０．０１以上となる樹脂を選定する。これにより、マイクロレンズ基板１として優れた光学特性を発揮することができる。
【００２１】
このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン樹脂等の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーや、これらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられる。これらの中でも、高温処理の必要がなく容易に硬化させることができるという点から紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
溶媒は、特に限定されないが、例えば、酢酸イソブチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、含有量９８％以上）や、有機溶媒として広く用いられているアセトン等を使用することができる。
これらの樹脂および溶媒の配合比は特に限定されず、樹脂の粘度に応じて適宜調整すればよい。なお、樹脂の粘度は、レンズ層４０の厚みに対して適正な粘度を選択すればよく、例えば、３０μｍの厚みのレンズ層４０を形成するには、１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下の範囲内の粘度であることが好ましい。
【００２３】
（２．マルチレンズ基板１の製造方法）
次に、マルチレンズ基板１の製造方法を図２、図３および図４に基づいて説明する。
まず、マルチレンズアレイ１０を製造する方法について説明する。
（２−１．マルチレンズアレイ１０の製造）
厚さが均一である円板状の石英ガラスからなるガラス基板の表面にマスク形成用膜を形成する。マスク形成用膜は、後述の初期孔を形成することができるとともに、エッチングに対する耐性を有するものが好ましく、例えば、Ｃｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク形成用膜を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク形成用膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００２４】
次に、レーザー光の照射により、マスク形成用膜にエッチングするための初期孔を形成する。これにより、所定の開口パターンを有するマスクが得られる。レーザー光の照射により初期孔を形成すると、形成される初期孔の大きさや、隣接する初期孔同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。これにより、マスクの全面に偏りなく初期孔が形成される。
【００２５】
次に、このマスクを用いてガラス基板にエッチングを施し、ガラス基板上に多数の凹型のレンズを形成する。エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。
そして、マスクを除去するために、例えば、エッチングを行う。
以上により、多数の凹型レンズからなる凹部１１を有するマルチレンズアレイ１０が得られる（図２（Ａ）参照）。
【００２６】
（２−２．プライマー層２０の積層）
次に、マルチレンズアレイ１０の凹部１１が形成された側の面全体に、プライマー層２０を形成する（図２（Ｂ）参照、プライマー層形成工程）。プライマー層２０を形成するには、前述の材料を用いてウェット方式（スピンコート法、フローコート法等）でマルチレンズアレイ１０の表面に前述の材料を塗布して乾燥させる。なお、ウェット方式に限られず、気相方式（化学蒸着法、スパッタリング法等）を用いて表面処理を行ってもよい。
【００２７】
（２−３．撥水層３０の積層）
次に、プライマー層２０が形成されたマルチレンズアレイ１０に撥水層３０を積層する方法について説明する。
図２（Ｃ）に示すように、径１９８ｍｍの円板状のガラス製のマスク５を、マルチレンズアレイ１０と同一中心となる位置に配置する。ここで、マルチレンズアレイ１０のマスク５で覆われていない領域、すなわちマルチレンズアレイ１０の外周端縁から２ｍｍ内側までの領域が非膜形成領域となる。そして、この非膜形成領域に対して、ＦＤＴＳを用いたＣＶＤ方式により表面処理を行う。
マスク５を取り外すと、図３（Ａ）に示すように、非膜形成領域に撥水層３０が形成される（撥水処理工程）。
【００２８】
（２−４．レンズ層４０の積層）
次に、マルチレンズアレイ１０の表面にレンズ層４０を成膜する方法について説明する。
図３（Ｂ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の凹部１１が形成された側の面に、流動性を有する、レンズ層４０形成用の成膜材料４１をディスペンサーを用いて供給する（塗布工程）。成膜材料４１は紫外線硬化性樹脂と溶媒を含み、室温（２０℃）での粘度は、１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下である。なお、粘度はこれに限られない。成膜材料４１の粘度が前記範囲内の値であると、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との間に、気泡等が侵入することを効果的に防止することができるとともに、密着性を特に優れたものとすることができる。
また、成膜材料４１の塗布量は、レンズ層４０の厚みと使用する樹脂の比重に応じて計算された樹脂量に、この樹脂量の５％分を上乗せした量である。具体的に、本実施形態では、径１９８ｍｍ、厚み３０μｍのレンズ層を形成するために、０．７ｇ以上０．９ｇ以下の成膜材料４１を塗布する。
【００２９】
次に、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、マルチレンズアレイ１０上の成膜材料４１を押圧部材であるプレスガラス６で押圧する。
プレスガラス６は、平板状の石英基材６１と、この石英基材６１の成膜材料４１を押圧する側の面に形成された押圧撥水層６２と、を有している。押圧撥水層６２は、前述の撥水層３０で例示した材料を用いて形成される。これによれば、押圧終了後にプレスガラス６を効率よくレンズ層４０の表面から取り除くことができる。
【００３０】
そして、プレスガラス６を用いて成膜材料４１を適正な圧力で押圧した状態で紫外線照射を行い、成膜材料４１を硬化させる（押圧工程）。紫外線照射の強さおよび時間は、樹脂の種類やレンズ層４０の厚みに応じて適宜調整すればよい。
このようにして、マルチレンズアレイ１０の表面で成膜材料４１が押し広げられ、撥水層３０の表面およびマルチレンズアレイ１０の側面を覆うようにはみ出したはみ出し部４２が形成される。
【００３１】
次に、はみ出し部４２を除去する。図４（Ａ）に示すように、成膜材料４１に含まれる溶媒からなる除去溶液７１を貯めた浴槽７に、マルチレンズアレイ１０の非膜形成領域、すなわち撥水層３０が形成された領域が浸漬するように、プレスガラス６で成膜材料４１を押圧した状態のマルチレンズアレイ１０を立てた状態で回転させる。これにより、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２の成膜材料が容易に離脱する（除去工程）。
そして、浴槽７からマルチレンズアレイ１０を取り出し、プレスガラス６を取り除くと、図４（Ｂ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の外周に沿って形成された撥水層３０の表面には樹脂膜が形成されない。すなわち、マルチレンズアレイ１０の径よりも小さい径を有するレンズ層４０が形成される。
【００３２】
（３．本実施形態の作用効果）
以上、説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
上記実施形態では、マルチレンズアレイ１０の外周部にのみ撥水層３０を形成し、その後、マルチレンズアレイ１０の表面全体に成膜材料４１を塗布して押圧する。これにより、撥水層３０の表面は成膜材料４１で覆われ、はみ出し部４２が形成される。そして、はみ出し部４２を、成膜材料４１に混合されている溶媒からなる溶液に浸漬させる。はみ出し部４２を形成する成膜材料４１はこの溶液と親和性があるため、このはみ出し部４２は撥水層３０から容易に剥離される。すなわち、マルチレンズアレイ１０の外周に沿って樹脂膜が形成されない非膜形成領域を簡単に作ることができる。
このようにして形成されたレンズ層４０は、その外周縁に突起が形成されることもないため、後工程においてマルチレンズ基板１の外周部分に装置が接触したとしてもパーティクルが発生する等の問題を生じない。そのため、作業効率よく構成を進めることができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、レンズ層４０を形成するのに適量と思われる量より５％増量した成膜材料４１を塗布することとした。これにより、樹脂膜が必要な領域からはみ出して樹脂膜が形成される（はみ出し部４２の形成）。樹脂膜が必要な領域には完全に樹脂を塗布する必要があるため、適量より多めの樹脂を供給することが一般的である。
本実施形態では、はみ出し部４２を後で除去するので、成膜材料４１の塗布量を細かく制御する必要がない。すなわち、ディスペンサー等で樹脂を供給する際、樹脂材料の粘度変化に応じて吐出圧力および吐出時間を変更するといった煩雑な作業を省略することができる。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、レンズ層４０を形成する樹脂として紫外線硬化樹脂を用いた。紫外線硬化樹脂は、紫外線を照射することで樹脂を硬化させるため、高温での熱処理を必要としない。そのため、マルチレンズアレイ１０を劣化させることなく、高品質な製品を提供することができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との間にプライマー層２０を形成したので、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させることができる。したがって、マルチレンズアレイ１０に成膜材料４１を塗布して押圧した後、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２を剥離する際、はみ出し部４２とレンズ層４０との境界で成膜材料４１を容易に分離させることができる。すなわち、はみ出し部４２を容易に剥離することができる。
【００３６】
（４．変形例）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、プライマー層２０を形成してマルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させたが、プライマー層２０を形成しない構成としてもよい。この場合でも、マルチレンズアレイ１０の凹部１１内に成膜材料４１を充填するため、アンカー効果により、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性は、比較的高いものとなる。
【００３７】
また、上記実施形態では、除去溶液が貯められた浴槽にマルチレンズアレイ１０を立てた状態で浸漬させたが、撥水層３０に除去溶液を接触させることができる構成であればこれに限られない。例えば、スピン方式により、マルチレンズアレイ１０を回転させながら、撥水層３０の領域にのみ除去溶液を供給する。これにより、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部を剥離することができる。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２を除去する際に、溶媒に浸漬させることによりはみ出し部４２の樹脂を溶解させて除去したが、これに限られない。
成膜材料４１の粘度が低い場合（例えば、１００ｍＰａ・ｓ以下）は、撥水層３０が成膜材料４１をはじくため、成膜材料４１をプレスガラス６で押圧しても、プレスガラス６を取り除くと撥水層３０の表面の樹脂膜は簡単に剥離される。これによれば、浴槽などの設備も必要なく、外周部に樹脂膜が形成されないレンズ層４０をより簡単に形成することができる。
また、レンズ層４０が十分に薄い場合（例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下）は、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２に対して高圧のエアーまたは水を吹きかけることにより、はみ出し部４２の樹脂材料を容易に剥離することができる。これは、はみ出し部４２が薄膜であるため、プライマー層２０の表面に隣接して形成された樹脂材料と撥水層３０の表面に形成された樹脂材料とが容易に分離するため、レンズ層４０の領域には特に影響はない。これによれば、浴槽などの設備も必要なく、外周部に膜が形成されないレンズ層４０をより簡単に形成することができる。
【００３９】
そして、上記実施形態ではワークとしてマルチレンズアレイを用いたが、表面の所定領域以外に膜を形成するものであれば、特に限定されない。例えば、半導体装置に用いられるウェハのほか、各種装置に用いられる光学物品等が挙げられる。
また、膜として使用される材料は、上記実施形態で例示したものに限られず、ワークの用途に応じた材料を用いて形成してもよい。例えば、半導体装置に用いられるウェハをワークとした場合、絶縁性のＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜が形成される。
【００４０】
なお、上記実施形態ではワークとしてマルチレンズアレイを例示したので、外周部に樹脂膜が形成されない構成としたが、ワークの用途に応じて、所定のパターンの膜をワークの表面に形成してもよい。この場合は、膜を形成しない領域に撥水処理を行って撥水層を形成し、その後膜を形成する。そして、上述したように、高圧のエアーまたは水により撥水層の上に形成された成膜材料を剥離させることで、所望のパターンの膜を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、各種ワークに樹脂膜を形成する領域と樹脂膜を形成しない領域からなるパターンを有する樹脂膜を形成する方法として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…マルチレンズ基板、１０…マルチレンズアレイ、１１…凹部、２０…プライマー層、３０…撥水層、４０…レンズ層、４１…成膜材料、４２…はみ出し部、５…マスク、６…プレスガラス、６１…石英基材、６２…押圧撥水層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面に膜を形成する膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面には、スプレー法、スピンコート法、ディッピング法などの方法を用いて膜を形成している。スピンコート法の場合、ワーク表面に樹脂を供給し、ワークを回転させてその遠心力によりワーク全面に樹脂を押し広げて膜を形成する。この場合、供給する樹脂量が少ないとワークの外周まで膜を形成することができない。一方、供給する樹脂量が多いとワークからはみ出した状態で膜が形成される。このように樹脂がはみ出した状態で成膜後の後工程を行うと、装置に接触するなどしてはみ出した樹脂が欠けて発塵し、パーティクルが発生することがある。
そこで、ワークの表面に供給された樹脂に対して転写基板または型を押し当てることにより形状転写を行って樹脂膜を形成する方法では、ワークの表面積よりも大きい表面積を持つ転写基板または型を用いて成形し、転写基板を取り除いた後にワークの領域のみを切り出すことで、樹脂がワークからはみ出さないようにしている。
【０００３】
しかしながら、ワークの外周端縁にまで樹脂膜を形成すると、製造工程においてワークを移動させる等の作業時にワークの外周部を把持すると、樹脂膜が欠けてパーティクルが発生してしまう。したがって、ワークの外周部よりも若干内側に樹脂膜を形成することが一般的である。
例えば、スピンコート法でワークに膜を形成した後、ワークの外周近傍の樹脂に希ＨＦ液を接触させてエッチングし、さらに希ＨＦ液を接触させた部分にリンス液を流して希ＨＦ液を洗浄する方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、マイクロレンズの形成において、ワーク表面に濡れ性の違いによるパターンを形成し、特定の濡れ性を有する部位に材料を付着させてレンズを形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７８１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、希ＨＦ液とリンス液とを位置精度よく塗布する必要があるため、装置および工程が煩雑となってしまう。
また、特許文献２に記載の方法では、特定の濡れ性を有する部位にのみ材料を塗布するため、正確な塗布量が要求される。すなわち、樹脂の塗布量を制御する必要がある。樹脂は粘度の変化により吐出圧力および吐出時間を管理しなければならないため、樹脂の塗布量の制御には限界がある。特に、有機溶剤などを溶媒として用いている樹脂類は、溶媒の揮発、樹脂の種類および条件等により吐出量が変動するため、正確な塗布量を安定して供給することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、ワーク表面に供給する材料の塗布量を細かく制御する必要がなく、ワークの所定の領域以外に簡単に膜を形成することができる膜形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の膜形成方法は、ワークの表面の所定のパターンの膜を形成する膜形成方法であって、前記ワークの表面に前記膜を形成しない非膜形成領域に撥水処理を施して撥水層を形成する撥水処理工程と、前記撥水層が形成されたワークの表面に成膜材料を塗布する塗布工程と、押圧部材を用いて前記成膜材料を押圧する押圧工程と、前記撥水層の表面に形成された前記成膜材料を除去する除去工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、成膜材料を塗布する前に、ワークの表面に膜を形成しない非膜形成領域に撥水層を形成するので、撥水層の上に塗布された成膜材料を容易に除去することができる。したがって、ワークの表面に非膜形成領域以外の領域である膜形成領域のみに膜を容易に形成することができる。
また、膜形成領域のみに塗布するための適量となるように、成膜材料の塗布量を細かく制御する必要がないため、より簡単に膜を形成することができる。
【０００９】
本発明の膜形成方法において、前記非膜形成領域は、前記ワークの外周端縁から所定距離内側までの領域であることが好ましい。
この発明では、ワークの外周に沿った領域に膜が形成されないので、膜形成後の後処理工程において、ワークの外周付近を把持しやすく、後処理工程を効率よく進めることができる。また、ワークの外周が装置等に接触することで膜が欠けるということもないので、パーティクルの発生を防止することができる。
【００１０】
本発明の膜形成方法において、前記撥水層は、シラン系有機化合物を含むことが好ましい。
この発明によれば、シラン系有機化合物は撥水撥油性に優れているため、優れた撥水性を発揮することができる。
【００１１】
本発明の膜形成方法において、前記成膜材料は、樹脂と溶媒とを含み、前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。
成膜材料は、樹脂と溶媒とを混合させることで適度な粘性を付与したものである。
紫外線硬化性樹脂は、紫外線を照射することにより常温で樹脂を硬化することができるので、取り扱いが容易である。
この発明によれば、紫外線硬化性樹脂を含む成膜材料で膜を形成するので、高温で処理する必要がないため、ワークの劣化を防止することができる。
【００１２】
本発明の膜形成方法において、前記除去工程は、前記撥水層の表面に形成された成膜材料を、前記成膜材料に含有される溶媒からなる除去溶液に浸漬することが好ましい。
この発明では、膜を除去するための除去溶液として、ワーク表面に塗布した成膜材料に含まれる溶媒を用いた。すなわち、このような除去溶液は成膜材料との親和性も高いため、撥水層の表面に形成された成膜材料を除去溶液に浸漬させることで容易に撥水層の表面から剥離することができる。
また、成膜材料に使用する溶媒と同じものを除去溶液として使用するので、他の溶液を準備する必要がなく、効率よくかつ経済的に膜を形成することができる。
【００１３】
本発明の膜形成方法において、前記撥水処理工程の前に、前記ワークの表面にプライマー層を形成するプライマー層形成工程を有することが好ましい。
この発明では、ワークと膜との間にプライマー層を形成するため、ワークと膜との密着性を向上させることができる。したがって、膜形成後に、撥水層が形成されている領域の膜を剥離する際、撥水層が形成されている領域と形成されていない領域との境界で膜が分離しやすいため、撥水層が形成されている領域の膜を容易に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかるマルチレンズアレイにレンズ層が形成された状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【図３】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【図４】前記実施形態においてマルチレンズアレイにレンズ層が形成される工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明はこの実施形態によって何等限定されるものではない。
本実施形態では、ワークとして表面に微小な凹型のレンズが複数形成されたマルチレンズアレイを例示し、マルチレンズアレイの表面に樹脂膜が形成される。
【００１６】
（１．マルチレンズ基板の構成）
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、マルチレンズ基板１は、マルチレンズアレイ１０とプライマー層２０と撥水層３０とレンズ層４０とを備えている。
マルチレンズアレイ１０は、径２００ｍｍの円板状の基板である。マルチレンズアレイ１０の一方の面にはレンズ径が１０μｍの微小な凹型のレンズが多数配列されており、図１（Ｂ）にはこれらのレンズの集合として一つの凹部１１が示されている。
【００１７】
プライマー層２０は、マルチレンズアレイ１０の表面全体に形成され、レンズ層４０との密着性を向上させる。例えば、シランカップリング剤を用いた表面処理、界面活性剤を用いた表面処理等により形成される。上述した中でも、特に、シランカップリング剤を用いた表面処理が好ましい。これにより、より効果的に密着性向上処理を施すことができる。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチルクロロシラン（ＯＤＳ）等が挙げられる。これらの中でも、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いるのが好ましい。これにより、より効果的にマルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させることができる。
【００１８】
撥水層３０は、マルチレンズアレイ１０の外周部近傍、すなわちマルチレンズアレイ１０の径１９８ｍｍから外周の領域に形成される。撥水層３０の表面はレンズ層４０が形成されない領域となる。
また、撥水層３０の厚みは撥水機能を発揮する程度の厚みであれば特に限定されないが、例えば、０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。撥水層３０の厚みが０．１ｎｍ未満であると、十分な撥水機能を発揮することができない。一方、撥水層３０の厚みを１００ｎｍを超えて形成したとしても、撥水機能の向上は見られない。
【００１９】
撥水層３０を構成する材料としては、レンズ層４０に使用される成膜材料４１に対して撥水効果を発揮するものであれば特に限定されない。例えば、シラン系有機化合物、メタキシレンヘキサフォロライドを主成分としたフッ素系化合物溶液、アルキルポリシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等、ヘキサメチルジシラザン（［（ＣＨ３）３Ｓｉ］２ＮＨ）等のシリル化剤等が挙げられ、また、フッ素系ガスによる表面処理を行ってもよい。これらの中でも、シラン系有機化合物を用いることが好ましく、シラン系有機化合物として例えば、ＦＤＴＳ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３）が挙げられる。
撥水層３０は、このＦＤＴＳを気相処理し、水（Ｈ２Ｏ）を触媒としたＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長）方式により形成することができる。なお、撥水層３０の形成は気相方式に限られず、ウェット方式を用いてもよい。
【００２０】
レンズ層４０は、プライマー層２０が形成されたマルチレンズアレイ１０の表面の膜形成領域に成膜される樹脂膜である。本実施形態における膜形成領域は、前述の撥水層３０が形成されていない領域である。すなわち、図１（Ａ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の中心と同一中心を有する同心円状に成膜される。レンズ層４０の径は１９８ｍｍである。このようにして、レンズ層４０を構成する成膜材料が前述の凹部１１に密着して成膜されることにより、レンズを形成する。なお、レンズ層４０の厚みは、３０μｍである。
レンズ層４０を構成する成膜材料としては有機系の溶媒を用いた有機−無機のハイブリッド樹脂を用いることができる。このうち、マルチレンズアレイ１０の光学特性（可視光４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下における透過率、および屈折率）に応じた樹脂を選定することが好ましい。例えば、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との屈折率差があるほど、マイクロレンズの界面での光の動きが大きくなり、レンズの設計の自由度が上がる。したがって、マルチレンズアレイ１０として石英ガラス（屈折率１．４６）を使用する場合は、屈折率差が０．０１以上となる樹脂を選定する。これにより、マイクロレンズ基板１として優れた光学特性を発揮することができる。
【００２１】
このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン樹脂等の紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーや、これらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられる。これらの中でも、高温処理の必要がなく容易に硬化させることができるという点から紫外線硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
溶媒は、特に限定されないが、例えば、酢酸イソブチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、含有量９８％以上）や、有機溶媒として広く用いられているアセトン等を使用することができる。
これらの樹脂および溶媒の配合比は特に限定されず、樹脂の粘度に応じて適宜調整すればよい。なお、樹脂の粘度は、レンズ層４０の厚みに対して適正な粘度を選択すればよく、例えば、３０μｍの厚みのレンズ層４０を形成するには、１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下の範囲内の粘度であることが好ましい。
【００２３】
（２．マルチレンズ基板１の製造方法）
次に、マルチレンズ基板１の製造方法を図２、図３および図４に基づいて説明する。
まず、マルチレンズアレイ１０を製造する方法について説明する。
（２−１．マルチレンズアレイ１０の製造）
厚さが均一である円板状の石英ガラスからなるガラス基板の表面にマスク形成用膜を形成する。マスク形成用膜は、後述の初期孔を形成することができるとともに、エッチングに対する耐性を有するものが好ましく、例えば、Ｃｒ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属やこれらから選択される２種以上を含む合金、前記金属の酸化物（金属酸化物）、シリコン、樹脂等が挙げられる。また、マスク形成用膜を、Ｃｒ／Ａｕや酸化Ｃｒ／Ｃｒのように異なる材料からなる複数の層の積層構造としてもよい。
マスク形成用膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法等により、好適に形成することができる。
【００２４】
次に、レーザー光の照射により、マスク形成用膜にエッチングするための初期孔を形成する。これにより、所定の開口パターンを有するマスクが得られる。レーザー光の照射により初期孔を形成すると、形成される初期孔の大きさや、隣接する初期孔同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。これにより、マスクの全面に偏りなく初期孔が形成される。
【００２５】
次に、このマスクを用いてガラス基板にエッチングを施し、ガラス基板上に多数の凹型のレンズを形成する。エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。
そして、マスクを除去するために、例えば、エッチングを行う。
以上により、多数の凹型レンズからなる凹部１１を有するマルチレンズアレイ１０が得られる（図２（Ａ）参照）。
【００２６】
（２−２．プライマー層２０の積層）
次に、マルチレンズアレイ１０の凹部１１が形成された側の面全体に、プライマー層２０を形成する（図２（Ｂ）参照、プライマー層形成工程）。プライマー層２０を形成するには、前述の材料を用いてウェット方式（スピンコート法、フローコート法等）でマルチレンズアレイ１０の表面に前述の材料を塗布して乾燥させる。なお、ウェット方式に限られず、気相方式（化学蒸着法、スパッタリング法等）を用いて表面処理を行ってもよい。
【００２７】
（２−３．撥水層３０の積層）
次に、プライマー層２０が形成されたマルチレンズアレイ１０に撥水層３０を積層する方法について説明する。
図２（Ｃ）に示すように、径１９８ｍｍの円板状のガラス製のマスク５を、マルチレンズアレイ１０と同一中心となる位置に配置する。ここで、マルチレンズアレイ１０のマスク５で覆われていない領域、すなわちマルチレンズアレイ１０の外周端縁から２ｍｍ内側までの領域が非膜形成領域となる。そして、この非膜形成領域に対して、ＦＤＴＳを用いたＣＶＤ方式により表面処理を行う。
マスク５を取り外すと、図３（Ａ）に示すように、非膜形成領域に撥水層３０が形成される（撥水処理工程）。
【００２８】
（２−４．レンズ層４０の積層）
次に、マルチレンズアレイ１０の表面にレンズ層４０を成膜する方法について説明する。
図３（Ｂ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の凹部１１が形成された側の面に、流動性を有する、レンズ層４０形成用の成膜材料４１をディスペンサーを用いて供給する（塗布工程）。成膜材料４１は紫外線硬化性樹脂と溶媒を含み、室温（２０℃）での粘度は、１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下である。なお、粘度はこれに限られない。成膜材料４１の粘度が前記範囲内の値であると、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との間に、気泡等が侵入することを効果的に防止することができるとともに、密着性を特に優れたものとすることができる。
また、成膜材料４１の塗布量は、レンズ層４０の厚みと使用する樹脂の比重に応じて計算された樹脂量に、この樹脂量の５％分を上乗せした量である。具体的に、本実施形態では、径１９８ｍｍ、厚み３０μｍのレンズ層を形成するために、０．７ｇ以上０．９ｇ以下の成膜材料４１を塗布する。
【００２９】
次に、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、マルチレンズアレイ１０上の成膜材料４１を押圧部材であるプレスガラス６で押圧する。
プレスガラス６は、平板状の石英基材６１と、この石英基材６１の成膜材料４１を押圧する側の面に形成された押圧撥水層６２と、を有している。押圧撥水層６２は、前述の撥水層３０で例示した材料を用いて形成される。これによれば、押圧終了後にプレスガラス６を効率よくレンズ層４０の表面から取り除くことができる。
【００３０】
そして、プレスガラス６を用いて成膜材料４１を適正な圧力で押圧した状態で紫外線照射を行い、成膜材料４１を硬化させる（押圧工程）。紫外線照射の強さおよび時間は、樹脂の種類やレンズ層４０の厚みに応じて適宜調整すればよい。
このようにして、マルチレンズアレイ１０の表面で成膜材料４１が押し広げられ、撥水層３０の表面およびマルチレンズアレイ１０の側面を覆うようにはみ出したはみ出し部４２が形成される。
【００３１】
次に、はみ出し部４２を除去する。図４（Ａ）に示すように、成膜材料４１に含まれる溶媒からなる除去溶液７１を貯めた浴槽７に、マルチレンズアレイ１０の非膜形成領域、すなわち撥水層３０が形成された領域が浸漬するように、プレスガラス６で成膜材料４１を押圧した状態のマルチレンズアレイ１０を立てた状態で回転させる。これにより、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２の成膜材料が容易に離脱する（除去工程）。
そして、浴槽７からマルチレンズアレイ１０を取り出し、プレスガラス６を取り除くと、図４（Ｂ）に示すように、マルチレンズアレイ１０の外周に沿って形成された撥水層３０の表面には樹脂膜が形成されない。すなわち、マルチレンズアレイ１０の径よりも小さい径を有するレンズ層４０が形成される。
【００３２】
（３．本実施形態の作用効果）
以上、説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
上記実施形態では、マルチレンズアレイ１０の外周部にのみ撥水層３０を形成し、その後、マルチレンズアレイ１０の表面全体に成膜材料４１を塗布して押圧する。これにより、撥水層３０の表面は成膜材料４１で覆われ、はみ出し部４２が形成される。そして、はみ出し部４２を、成膜材料４１に混合されている溶媒からなる溶液に浸漬させる。はみ出し部４２を形成する成膜材料４１はこの溶液と親和性があるため、このはみ出し部４２は撥水層３０から容易に剥離される。すなわち、マルチレンズアレイ１０の外周に沿って樹脂膜が形成されない非膜形成領域を簡単に作ることができる。
このようにして形成されたレンズ層４０は、その外周縁に突起が形成されることもないため、後工程においてマルチレンズ基板１の外周部分に装置が接触したとしてもパーティクルが発生する等の問題を生じない。そのため、作業効率よく構成を進めることができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、レンズ層４０を形成するのに適量と思われる量より５％増量した成膜材料４１を塗布することとした。これにより、樹脂膜が必要な領域からはみ出して樹脂膜が形成される（はみ出し部４２の形成）。樹脂膜が必要な領域には完全に樹脂を塗布する必要があるため、適量より多めの樹脂を供給することが一般的である。
本実施形態では、はみ出し部４２を後で除去するので、成膜材料４１の塗布量を細かく制御する必要がない。すなわち、ディスペンサー等で樹脂を供給する際、樹脂材料の粘度変化に応じて吐出圧力および吐出時間を変更するといった煩雑な作業を省略することができる。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、レンズ層４０を形成する樹脂として紫外線硬化樹脂を用いた。紫外線硬化樹脂は、紫外線を照射することで樹脂を硬化させるため、高温での熱処理を必要としない。そのため、マルチレンズアレイ１０を劣化させることなく、高品質な製品を提供することができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との間にプライマー層２０を形成したので、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させることができる。したがって、マルチレンズアレイ１０に成膜材料４１を塗布して押圧した後、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２を剥離する際、はみ出し部４２とレンズ層４０との境界で成膜材料４１を容易に分離させることができる。すなわち、はみ出し部４２を容易に剥離することができる。
【００３６】
（４．変形例）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、プライマー層２０を形成してマルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性を向上させたが、プライマー層２０を形成しない構成としてもよい。この場合でも、マルチレンズアレイ１０の凹部１１内に成膜材料４１を充填するため、アンカー効果により、マルチレンズアレイ１０とレンズ層４０との密着性は、比較的高いものとなる。
【００３７】
また、上記実施形態では、除去溶液が貯められた浴槽にマルチレンズアレイ１０を立てた状態で浸漬させたが、撥水層３０に除去溶液を接触させることができる構成であればこれに限られない。例えば、スピン方式により、マルチレンズアレイ１０を回転させながら、撥水層３０の領域にのみ除去溶液を供給する。これにより、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部を剥離することができる。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２を除去する際に、溶媒に浸漬させることによりはみ出し部４２の樹脂を溶解させて除去したが、これに限られない。
成膜材料４１の粘度が低い場合（例えば、１００ｍＰａ・ｓ以下）は、撥水層３０が成膜材料４１をはじくため、成膜材料４１をプレスガラス６で押圧しても、プレスガラス６を取り除くと撥水層３０の表面の樹脂膜は簡単に剥離される。これによれば、浴槽などの設備も必要なく、外周部に樹脂膜が形成されないレンズ層４０をより簡単に形成することができる。
また、レンズ層４０が十分に薄い場合（例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下）は、撥水層３０の表面に形成されたはみ出し部４２に対して高圧のエアーまたは水を吹きかけることにより、はみ出し部４２の樹脂材料を容易に剥離することができる。これは、はみ出し部４２が薄膜であるため、プライマー層２０の表面に隣接して形成された樹脂材料と撥水層３０の表面に形成された樹脂材料とが容易に分離するため、レンズ層４０の領域には特に影響はない。これによれば、浴槽などの設備も必要なく、外周部に膜が形成されないレンズ層４０をより簡単に形成することができる。
【００３９】
そして、上記実施形態ではワークとしてマルチレンズアレイを用いたが、表面の所定領域以外に膜を形成するものであれば、特に限定されない。例えば、半導体装置に用いられるウェハのほか、各種装置に用いられる光学物品等が挙げられる。
また、膜として使用される材料は、上記実施形態で例示したものに限られず、ワークの用途に応じた材料を用いて形成してもよい。例えば、半導体装置に用いられるウェハをワークとした場合、絶縁性のＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜が形成される。
【００４０】
なお、上記実施形態ではワークとしてマルチレンズアレイを例示したので、外周部に樹脂膜が形成されない構成としたが、ワークの用途に応じて、所定のパターンの膜をワークの表面に形成してもよい。この場合は、膜を形成しない領域に撥水処理を行って撥水層を形成し、その後膜を形成する。そして、上述したように、高圧のエアーまたは水により撥水層の上に形成された成膜材料を剥離させることで、所望のパターンの膜を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、各種ワークに樹脂膜を形成する領域と樹脂膜を形成しない領域からなるパターンを有する樹脂膜を形成する方法として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…マルチレンズ基板、１０…マルチレンズアレイ、１１…凹部、２０…プライマー層、３０…撥水層、４０…レンズ層、４１…成膜材料、４２…はみ出し部、５…マスク、６…プレスガラス、６１…石英基材、６２…押圧撥水層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面の所定のパターンの膜を形成する膜形成方法であって、
前記ワークの表面に前記膜を形成しない非膜形成領域に撥水処理を施して撥水層を形成する撥水処理工程と、
前記撥水層が形成されたワークの表面に成膜材料を塗布する塗布工程と、
押圧部材を用いて前記成膜材料を押圧する押圧工程と、
前記撥水層の表面に形成された前記成膜材料を除去する除去工程と、を備えた
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の膜形成方法において、
前記非膜形成領域は、前記ワークの外周端縁から所定距離内側までの領域である
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の膜形成方法において、
前記撥水層は、シラン系有機化合物を含む
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の膜形成方法において、
前記成膜材料は、樹脂と溶媒とを含み、
前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂である
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の膜形成方法において、
前記除去工程は、前記撥水層の表面に形成された成膜材料を、前記成膜材料に含有される溶媒からなる除去溶液に浸漬する
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の膜形成方法において、
前記撥水処理工程の前に、
前記ワークの表面にプライマー層を形成するプライマー層形成工程を有する
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項１】
ワークの表面の所定のパターンの膜を形成する膜形成方法であって、
前記ワークの表面に前記膜を形成しない非膜形成領域に撥水処理を施して撥水層を形成する撥水処理工程と、
前記撥水層が形成されたワークの表面に成膜材料を塗布する塗布工程と、
押圧部材を用いて前記成膜材料を押圧する押圧工程と、
前記撥水層の表面に形成された前記成膜材料を除去する除去工程と、を備えた
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の膜形成方法において、
前記非膜形成領域は、前記ワークの外周端縁から所定距離内側までの領域である
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の膜形成方法において、
前記撥水層は、シラン系有機化合物を含む
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の膜形成方法において、
前記成膜材料は、樹脂と溶媒とを含み、
前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂である
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の膜形成方法において、
前記除去工程は、前記撥水層の表面に形成された成膜材料を、前記成膜材料に含有される溶媒からなる除去溶液に浸漬する
ことを特徴とする膜形成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の膜形成方法において、
前記撥水処理工程の前に、
前記ワークの表面にプライマー層を形成するプライマー層形成工程を有する
ことを特徴とする膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２４０５９１（Ｐ２０１０−２４０５９１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２７９５（Ｐ２００９−９２７９５）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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